(57)【要約】【課題】外壁に囲まれた内部で液体を噴射するスプレーノズルを有する装置の、上記スプレーノズルの閉塞の有無を、上記装置の外部から簡便に監視することを目的とする。【解決手段】スプレーノズル４が発する超音波を、上記装置１外から測定することにより、上記スプレーノズル４の閉塞状況を監視する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外壁に囲まれた内部で液体を噴射するスプレーノズルを有する装置の、上記スプレーノズルが発する超音波を、上記装置外から測定することにより、上記スプレーノズルの閉塞状況を監視する閉塞状況監視方法。
【請求項２】
上記スプレーノズルを複数有する装置において、上記超音波の測定を指向性のある集音器を用いて行う、請求項１に記載の閉塞状況監視方法。
【請求項３】
上記の測定する超音波の周波数を２０ｋ〜１２０ｋＨｚの範囲で選択した、請求項１又は２に記載の閉塞状況監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スプレーノズルを有する配管を持った装置における、ノズルの閉塞状況を監視する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プラントなどにおいて液体を細かく噴霧する際には、スプレーノズルが使われている。例えば、気液反応を起こさせる際には、プラント内の反応塔などの図１に示すような装置１において、上記装置１内部で液体をスプレーノズル４から噴霧するということが行われている。このスプレーノズル４は噴出孔が狭くなっているため、噴霧する液体によってはこのスプレーノズル４が詰まってしまうことがある。しかし、これらのスプレーノズル４が閉塞しているかを検査するために、外壁に囲まれた装置１の内部をこまめに確認するのは、手間がかかり過ぎてしまう。また、内圧が大きい反応系である場合など、外壁に窓を設けて内部のスプレーノズル４を視認することが難しい場合もある。
【０００３】
このため、装置１内部の環状配管２に繋がる液供給管５の液体流量を、超音波流量計により監視する方法が行われている。上記スプレーノズル４が閉塞すると、全体に液を供給する液供給管５の流量が低下するので、この流量から全体でどの程度閉塞しているかがわかる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、全体に繋がる液供給管の流量を超音波流量計で測定しても、わかるのは全体としての閉塞状況でしかなく、実際にいくつのスプレーノズルがどの程度閉塞しているのか、閉塞したスプレーノズルに偏りがあるのかといった詳細な情報を手に入れることは難しかった。枝配管ごとに流量を測定すれば可能性はあるが、超音波流量計は大きなものが多く、各々の枝配管毎に取り付けて作業するにしても作業性が悪く、精密機械であるため、取り付ける装置によっては扱いが難しく、高価であるため簡単に導入することも難しかった。
【０００５】
そこでこの発明は、外壁に囲まれた内部で液体を噴射するスプレーノズルを有する装置において、上記スプレーノズルの閉塞の有無を、装置の外部から簡便に監視することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、上記のスプレーノズルが発する超音波を、上記装置外から測定することにより、上記スプレーノズルの閉塞状況を監視する閉塞状況監視方法により、上記の課題を解決したのである。
【発明の効果】
【０００７】
液体を噴射するスプレーノズルは、大気に液体を衝突させることで超音波を発しているので、スプレーノズルの一部が閉塞すると噴出する液体の量とともに発する超音波の強さが減少し、完全に閉塞すると超音波を発しなくなる。そのため、スプレーノズルの発する超音波の有無、方向及び強度を監視することにより、スプレーノズルの噴射状況を視認できない環境下であっても、閉塞の有無だけでなく、閉塞しつつある状況の変化をも監視することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明について詳細に説明する。
この発明は、外壁に囲まれた内部で液体を噴射するスプレーノズルを有する装置において、上記のスプレーノズルが発する超音波を、上記装置外から測定することにより、上記スプレーノズルの閉塞状況（一部閉塞あるいは全閉塞）を監視する閉塞状況監視方法である。
【０００９】
上記装置１としては、スプレーノズルを有していればよく、例えば、図１に示すような、下方からガスを供給し上方から液体を噴霧して上記ガスと上記液体とを衝突させて反応を起こさせる気液反応塔や、各種スプレー塔、スクラバー等が挙げられる。上記スプレーノズル４は、環状配管２から各々の枝配管３を通じて、又は環状配管２から直接に、これらの装置１内に導入する上記液体を、霧状又は飛沫状にして拡散させ、効率的に反応や処理を起こさせるためのものである。なお環状配管２は、上記液体を、上記スプレーノズル４に繋がる各々の枝配管３に、又は上記スプレーノズル４に直接に供給するものである。
【００１０】
上記の一部閉塞とは、各々の上記スプレーノズル４の一部が詰まって上記液体を上記装置１へ噴射する流れが悪くなった状態をいい、上記の全閉塞とは、各々の上記スプレーノズル４が完全に詰まって、上記液体を上記装置１へ噴射する流れが完全に止まった状態をいう。以下、これらの一部閉塞と全閉塞とをまとめて閉塞と表記する。
【００１１】
上記液体を噴射する上記スプレーノズル４は、その噴射によって超音波を発しているが、上記の一部閉塞が起きて噴射量が減少すると超音波の強度が低下し、上記の全閉塞が起きて噴射が停止すると超音波を発しなくなる。すなわち、他の上記スプレーノズル４と比べて、発している超音波が弱い上記スプレーノズル４は一部閉塞しており、超音波を発していない上記スプレーノズル４は全閉塞している。このため、各々の上記スプレーノズル４が発する超音波を装置１の外部から測定し、その有無及び強さを比較検討することにより、上記スプレーノズル４自体が視認できない状態であっても、どの上記スプレーノズル４がどのように閉塞しているかがわかる。
【００１２】
また、用いる上記スプレーノズル４と上記液体の組み合わせにおいて、閉塞状況と発する超音波の強さとの相関関係を予め実験して求めておくと、測定される超音波の強さから閉塞の進行状況を推測することもできる。さらに、測定される超音波のスペクトルを、用いる上記スプレーノズル４と上記液体の組み合わせごとに、予め実験して求めたスペクトルと比較することによって、上記スプレーノズル４の内部状況をより詳細に推測することもできる。
【００１３】
上記のように超音波を測定する際には、超音波対応集音器を用いて測定することが必要である。通常の集音器では観測しきれない周波数域の音を観測する必要があるからである。また、指向性のある超音波対応集音器を用いて、測定する超音波の発生する方向を特定するとより望ましい。上記スプレーノズル４を複数有する装置に対しては、指向性の無い超音波対応集音器を用いると、どの上記スプレーノズル４が超音波を発しているのか区別することができなくなってしまうためである。この指向性のある超音波対応集音器としては、例えばパラボラアンテナ付き超音波対応集音器が挙げられる。さらにこれらの集音器は、超音波を周波数のスペクトルとして出力できるものであると望ましい。上記のように超音波のスペクトルを観測することで、単に超音波全域を合計した音量のみを観測するよりも多くの情報が得られるからである。
【００１４】
上記の測定する超音波の周波数は２０ｋ〜１２０ｋＨｚの範囲から選択することが好ましく、より好ましくは２０ｋ〜６０ｋＨｚの範囲からの選択である。上記液体の種類に関わらず、噴射する上記スプレーノズル４が発する超音波はこの帯域が強くなる傾向が強いため、強弱や有無が判断しやすいためである。なお、測定する超音波の周波数は、ピンポイントであってもよいし、一定の幅を持たせた周波数域でもよい。ピンポイントで超音波の測定をする場合は、複数のピンポイントで測定する方がより詳細に閉塞状況を監視することができるので好ましい。
【００１５】
この発明を用いると、例えば上記装置が高温であったりして接触することが出来なくても、上記装置に接触せずに離れたところから超音波を測定し、上記スプレーノズル４の閉塞状況を監視することができる。そのため、この発明は、図１のようにこの環状配管２が内部に収納されている装置１の他、図２のように環状配管２’が外部に露出している装置１’でも用いることができる。図２のように枝配管３’まで外部に露出していれば、通常は枝配管３’に超音波流量計を取り付けて閉塞状況を監視することも可能だが、上記のように装置が高温だったりして超音波流量計が設置しにくい場合であっても、この発明を用いると接触することなく外部から閉塞状況を監視することが出来る。
【００１６】
ただし、近づけるのであれば、測定に用いる上記超音波対応集音器を上記装置に出来るだけ近づけて測定することが望ましい。離れすぎると、超音波が拡散して弱くなり、また、どの上記スプレーノズル４から発せられた超音波であるのか識別することが難しくなるためである。
【実施例】
【００１７】
以下、実施例によりこの発明をより具体的に説明する。
図３のような、外部に露出した環状配管１２（各環状配管１２は６つの枝配管１３を有し、各枝配管１３はスプレーノズル１４を先端に有する。）を三段有する装置であるスプレー塔１１に、下段からガスを送り込み、各段でスプレーノズル１４から液体水を噴出させる工程を行った。この工程を９０日間行った後の工程進行時に、パラボラアンテナ付き超音波対応集音器（（株）山武製：リークディテクタ）で各々のスプレーノズル１４から発生する４０ｋＨｚの超音波の強度を測定した。
【００１８】
測定後、超音波流量計（日本パナメトリクス（株）製：ＴＲＡＮＳＰＯＲＴ  ＰＴ８７８）を用いて流量を確認し、閉塞しているか否かを確認した。それらの結果を表１に示す。なお、各段には六つのスプレーノズル１４が存在し、それぞれについての結果を示す。また、超音波の強度単位はリークディテクタの検出レベルである。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
（結果）
外部から測定された超音波強度が０になっているスプレーノズルはいずれも流量が０になっており、取り出して確認したところ、全閉塞を起こしていた。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明を用いる装置と環状配管が内部にある配管との配置例の模式図
【図２】この発明を用いる装置と環状配管が外部にある配管との配置例の模式図
【図３】実施例におけるスプレー塔の一部断面図
【符号の説明】
【００２２】
１、１’  装置
１１  スプレー塔
２，２’，１２  環状配管
３，３’，１３  枝配管
４，４’，１４  スプレーノズル
５，５’，１５  液供給管
１６  ポンプ
１７，１８  ガス
１９，２０  水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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